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简谈课程改革启发式教学在《操作系统》课程革新中运用封面

最后更新时间:2024-02-08 作者:用户投稿原创标记本站原创 点赞:6708 浏览:17321
论文导读:
摘 要:高校计算机专业课《操作系统》课程教学概念抽象难懂,对采用启发式教学法进行了研究,从课堂教学和实验教学两方面进行教学探索,探讨了启发式教学对激发学生的学习兴趣、培养学生思考问题与解决问题的能力起到的积极作用。
关键词:启发式教学;操作系统;课程教学
16727800(2013)002016802
0 引言
《操作系统》课程是计算机专业的核心课程,在计算机专业中的地位是非常重要的。《操作系统》课程的前导专业课有《C语言》、《数据结构》和《计算机组成原理》。本课程要求对计算机硬件及软件的知识一定基础。《操作系统》课程还与《计算机网络》、《Ja程序设计》等课程有着密切的联系。《操作系统》课程是理论性和操作性非常强的一门课程。本课程中的概念特别多,专有名词也比较多,特别是有些概念非常抽象。
1 《操作系统》课程教学中存在的问题
在计算机专业课程中,《操作系统》课程起到承上启下的作用。对它的理解程度将影响学生的专业水平及发展方向。操作系统设计与原理描述中涉及到许多算法。算法的掌握对学生是有一定难度的,但是这些算法都是非常经典的算法,有助于学生培养分析问题和解决实际问题的能力。我校进行了几次学生座谈会,让师生面对面来进行沟通。很多计算机系学生反映学习《操作系统》概念比较抽象难懂,该课程的概念较多,容易忘记。对于枯燥的概念,学生听课很难产生兴趣。上机实验算法的实现对于计算机编程能力的要求较高,需要学生具备一定的编程基础,网络知识和硬件知识。学生反映学习本课程掌握起来比程序设计课程较难,尤其一开始接触进程的概念时,觉得上课听懂了,但是下课后感觉概念比较模糊。
2 启发式教学在《操作系统》课程中的应用

2.1 启发式教学意义

传统《操作系统》课程教学照本宣科,概念讲解生硬,学生听课感觉费劲。如何在操作系统教学过程中结合本课程的特点激发学生的学习兴趣、培养学生思考问题与解决问题的能力,是教师在教学过程中应该不断探索和研究的问题。教好操作系统课程,需要在教学方法上尝试不同的教学方法改进课堂教学,其中进行启发式教学法来培养学生的学习兴趣,帮助理解相关概念等方面,有较好的教学效果。启发式教学被实践证明在《操作系统》课程教学中是一种行之有效的教学方法。应用启发式教学使教师教学深入浅出。

2.2 人生经历讲解进程概念

讲解进程概念时,进程是有生命周期的抽象实体。在学生学习这个重难点时,进程只有抽象地去感知它的存在,无法通过直观去感受。不像计算机硬件一样能触摸它,也无法像编程软件一样有界面去感知,只能通过软件模拟它的变化。进程是一个动态的概念,是在处理机里正在运行的那段程序,可以用软件编程的方式模拟进程调度的过程。对于学生学习这样的概念,需要学生具有一定抽象思维的能力。讲解进程是抽象实体的概念时,可以以人作启发式教学。同样是实体,人是看得见摸得着的具体实体,而进程是看不见摸不着的抽象实体,但是进程和人都有生命周期。人生需要经历从出生到成人,最后经历生老病死,直至死亡的过程。人从出生开始,人的生存依赖资源,人的一生就是在不停的获取资源,转化资源,直到死亡时不带走一切。而进程也是经历了创建进程的初始状态,到开始获取资源,直至获取了除处理器以外的其他资源则进程转为就绪状态。一旦获取处理器后进程变为执行状态,最后转为终止状态并释放资源。通过人生经历启发式教学把进程状态转化过程和进程的概念结合起来讲解,使学生体会人生,并更容易理解进程作为实体是竞争计算机资源的最基本的单位。

2.3 用类比启发式教学讲解进程唤醒

除此之外进程从执行状态如果不能正常结束,需要完成某些事情时,将转为等待状态,又称阻塞状态,那么,从阻塞状态完成发生的事件后进行进程唤醒,进程只能转为就绪状态而不能直接转为执行状态。通过银行取钱的过程来进行类比启发式教学讲解进程唤醒中进程状态转化情况。如果银行此时只有一个窗口在进行业务。有一个等待队列的人们都已经带好了业务所需的存折和。当前有且仅有一个客户在窗口业务。该客户业务过程中突然发现需要才能,但是却丢在家中。该客户退出窗口回家拿,拿完后需要到等待队列的队尾去重新排队,而不能直接去窗口。在《处理器就好比银行的窗论文导读:
口,在操作系统中,正在运行的进程只有一个,其余进程处于就绪状态排在就绪队列中,就如同在银行等待队列中的人们。通过启发式教学来分析处理器中执行的进程,却突然发现需要外部设备输入某数据后才能正常执行,该进程就转为阻塞状态,当外部设备输入事件完成后,将该进程唤醒,该进程只能转化为就绪状态,重新回到就绪队列中排队。通过类比启发式教学更容易理解进程唤醒时进程状态转化的过程。

2.4 生活情景启发式教学讲解临界区的相关概念

进程进入自己的临界区需要满足的四个关系:临界区一次仅容许一个进程进入;有限时间内退出临界区;如果不能进入临界区则需退出;一个进程占用临界资源,欲进入的其他进程需等待。这四个关系看上去都独立存在。为什么要有这四个关系,如何来记住这四个关系,需要应用生活情景启发式帮助学习。公共卫生间的使用情况,就是按照这四个规则来进行公共有限资源管理的,只是平时在生活中没有特别意识到。火车上的公共卫生间一次仅容许一个人使用,不得无限时间占用公共卫生间,到站时乘务员会检查卫生间并要求里面的人退出。某人不能进入卫生间,需让出卫生间不得占用。如果有人在使用该卫生间,其他人需在门外等待。应用生活情景启发式教学学习临界区的相关概念,使得概念更容易理解和记忆。

2.5 生活经验启发式教学讲解进程互斥与同步

对于生产者与消费者问题,首先需要分析生产者与消费者之间的关系。学生能结合生活经验去理解算法是非常好的途径。大多数学生都能够回答生产者之间的关系,即竞争关系。在操作系统中,竞争关系又称作互斥关系,代表互相排斥。而很多学生很难理解消费者之间的关系,认为他们没有关系。采用生活经验启发式教学来设疑。某些限量版的产品,为什么很多人去抢购,因为某个消费者抢到了,其他消费者就没有可买的了。通过生活中的感受,让学生理解消费者之间也是存在竞争关系的,竞争关系的实质是资源的有限性。消费者与消费者之间是互相排斥的关系,即互斥关系。所有的生产者和所有的消费者之间也是有关系的。生产者生产产品,消费者消费产品,构成整个生产消费的循环,促进社会经济的不断发展。所以,所有的生产者与所有消费者之间合作完成生产消费的循环,是同步关系。

2.6 启发式教学法在实验环节中的应用

《操作系统》课程实验是非常重要的教学环节,启发式教学在加强实验环节的教学中也起到非常好的效果。很多学生对于操作系统接口程序并不十分感兴趣。但是对于侵入其它操作系统,作为和编写入侵程序,大部分学生都很感兴趣,因为学生都具有好奇心。把握学生的好奇心,启发学生进行操作系统接口编程,应用启发式教学引导学生去设计程序。《操作系统》实验课程中进行多线程的编程实验时,在了解很多学生假期回家都会有买的经历,该实验的题目可以设为多窗口售票系统。学生都很想了解售票系统,通过实现这种和学生生活相关的实验题目案例,可以启发学生对编程和学习的兴趣。
源于:论文标准格式www.7ctime.com
3 结语
本文提出的启发式教学法在《操作系统》课程中的应用,贴近学生的生活,使学生对学习操作系统课程内容产生兴趣,提高了《操作系统》课程课堂教学效率,培养了学生自主进行编程的能力。除此之外,启发式教学帮助操作系统课程教学更好地理解教学内容。操作系统概念和原理较多,每次上课之前可以对前一章节课程内容进行复习。可以通过课堂提问的方式,加强启发式教学的效果,也可以结合作业和习题来巩固所学知识。
参考文献:
\[1\] 胡永,杜理明. 《操作系统》课程教学中的问题及对策\[J\].河北北方学院学报:自然科学版,2010(4).
\[2\] 张尧学,史美林,张高.计算机操作系统教程\[M\].第3版.北京:清华大学出版社,2006.
\[3\] 冯丽萍,焦莉娟.基于启发式的《操作系统》课程教学改革探讨\[J\].福建电脑,2010(5).
(责任编辑:杜能钢)